JP2860075B2 - Aluminum alloy filler metal - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、溶接構造材として使用
されるアルミニウム合金材を溶接する場合において、そ
の溶接に使用する溶加材として好適のアルミニウム合金
溶加材に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum alloy filler material suitable for use in welding an aluminum alloy material used as a welding structural material.

【０００２】[0002]

【従来の技術】溶接構造材用アルミニウム合金には、Ａ
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金又はＡｌ−Ｍｇ系合金等がある。
これらのアルミニウム合金構造材を溶接する場合には、
Ａｌ−Ｍｇ系の５１８３合金、５３５６合金若しくは５
５５４合金又はＡｌ−Ｓｉ系の４０４３合金若しくは４
０４７合金等からなる溶加材が使用され、ミグ（ＭＩ
Ｇ）又はティグ（ＴＩＧ）溶接により前記構造材が溶接
されて組み立てられている。2. Description of the Related Art Aluminum alloys for welding structural materials include A
There is an l-Mg-Si alloy or an Al-Mg alloy.
When welding these aluminum alloy structural materials,
Al-Mg based 5183 alloy, 5356 alloy or 5
554 alloy or Al-Si based 4043 alloy or 4
No. 047 alloy or the like is used, and MIG (MI
G) or TIG welding, and the structural members are assembled by welding.

【０００３】また、最近では溶接母材の種々の特性を向
上させるために、例えば微量のＺｎ又はＣｕ等を母材に
添加する場合がある。しかし、Ｚｎ又はＣｕ等が添加さ
れた母材を溶接すると、溶接性が低下する場合が多いと
いう難点がある。また、このようにＺｎ又はＣｕ等が添
加された母材の場合であっても、従来、微量元素が添加
されていない母材と同様の溶加材が使用されている。Further, recently, in order to improve various properties of a welding base metal, for example, a small amount of Zn or Cu may be added to the base metal. However, when a base material to which Zn, Cu, or the like is added is welded, there is a disadvantage that the weldability often decreases. Further, even in the case of a base material to which Zn or Cu or the like is added as described above, conventionally, a filler metal similar to the base material to which a trace element is not added is used.

【０００４】ところで、アルミニウム合金からなる母材
を溶接する場合には、特に溶接割れに留意する必要があ
る。アルミニウム合金材の溶接割れはすべて高温割れで
あり、ビード割れ及びクレータ割れ等に代表される溶接
金属割れと、溶接母材の熱影響部に発生する所謂溶接熱
影響割れとに大別される。When welding a base material made of an aluminum alloy, it is particularly necessary to pay attention to welding cracks. The welding cracks of aluminum alloy materials are all high-temperature cracks, and are roughly classified into weld metal cracks typified by bead cracks and crater cracks, and so-called welding heat-affected cracks generated in the heat-affected zone of the welding base metal.

【０００５】従来、溶接熱影響部に発生する割れを抑制
するために、溶接母材の化学成分を制御したり、溶接条
件のうちの溶接入熱を抑制したりしている。これは、割
れの発生部位が基本的には母材部分であること、また母
材が高温に曝される時間を短縮することが割れの防止に
有効であるからである。Conventionally, in order to suppress cracks generated in the heat affected zone, the chemical composition of the welding base metal has been controlled, and welding heat input among welding conditions has been suppressed. This is because the site of occurrence of cracks is basically a base material portion, and shortening the time during which the base material is exposed to a high temperature is effective in preventing cracks.

【０００６】しかし、母材の化学成分を制御したり、溶
接入熱を制御しても、溶接金属の割れ及び溶接熱影響割
れの発生を十分に抑制することはできない。これらの割
れ防止方法の他に割れの発生を抑制する方法として、Ａ
ｌ−Ｓｉ系の４０４３合金からなる溶加材を使用して溶
接することが有効であるといわれている。これは、４０
４３合金の凝固収縮量が他の合金のそれに比べて少ない
こと等によると考えられている。However, even if the chemical composition of the base metal is controlled or the heat input of the welding is controlled, the occurrence of cracks in the weld metal and cracks affected by the welding heat cannot be sufficiently suppressed. In addition to these crack prevention methods, as a method of suppressing the occurrence of cracks, A
It is said that welding using a filler material made of an l-Si based 4043 alloy is effective. This is 40
It is considered that the solidification shrinkage of the 43 alloy is smaller than that of the other alloys.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、４０４
３合金を溶加材として使用する場合であっても、以下の
ような問題点がある。However, 404
Even when the three alloys are used as filler metals, there are the following problems.

【０００８】即ち、４０４３合金の溶加材を使用してア
ルミニウム合金からなる母材を溶接すると、溶接熱影響
割れの発生は少なくなるものの、完全に割れを防止する
ことはできない。また、母材に要求される割れ防止以外
の特性として、例えば成形性、ベーキング性（塗装焼き
付けの熱サイクルにより構造材の強度を向上させる）、
糸錆性及び強度等がある。更に、押出し材の場合にはそ
れらに加えてプレス焼入れ性等も要求される。そして、
これらの特性に関して、今後、より一層厳しい要求がな
されると考えられる。なお、母材の溶接性については、
前述した種々の特性と対峙することが多く、母材の成分
を適正化すると共に、溶接時に４０４３合金溶加材を使
用しても、全ての特性を満足できることはない。従っ
て、溶接熱影響部に発生する割れを防止するには不十分
である。That is, when a base material made of an aluminum alloy is welded using a filler material of a 4043 alloy, the occurrence of welding heat-affected cracks is reduced, but the cracks cannot be completely prevented. In addition, as properties other than crack prevention required for the base material, for example, formability, baking properties (improve the strength of the structural material by a heat cycle of paint baking),
There are rust resistance and strength. Furthermore, in the case of extruded materials, press hardenability and the like are required in addition to them. And
It is expected that more stringent requirements will be placed on these properties in the future. In addition, regarding the weldability of the base material,
In many cases, the above-mentioned various characteristics are confronted, and even if the components of the base metal are optimized and a 4043 alloy filler material is used during welding, not all the characteristics can be satisfied. Therefore, it is not enough to prevent cracks occurring in the heat affected zone.

【０００９】また、４０４３合金自体の強度が低いた
め、溶加材の送給性が低く、溶加材が座屈しやすく、ま
たバーンバックに至りやすいという難点がある。このた
め、作業性が劣化してしまう。Further, since the strength of the 4043 alloy itself is low, there is a problem that the feedability of the filler material is low, the filler material is easily buckled, and burn-back is liable to occur. For this reason, workability deteriorates.

【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、溶接熱影響部及び溶接金属の割れを防止で
き、特に溶接熱影響部における割れを十分に防止するこ
とができるアルミニウム合金溶加材を提供することを目
的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to prevent cracks in a weld heat affected zone and a weld metal, and in particular, to sufficiently prevent cracks in a weld heat affected zone. The purpose is to provide lumber.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係るアルミニウ
ム合金溶加材は、Ｓｉ：５乃至１３重量％、Ｍｇ：０．
５乃至２重量％及びＺｒ：０．０５乃至０．３０重量％
を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、水
素含有量が１．０ｃｃ／１００ｇ以下に規制されている
ことを特徴とする。また、前述の化学成分に加えてＴ
ｉ：０．０５乃至０．２重量％及びＢ：０．０１乃至
０．２重量％からなる群から選択された１種又は２種の
元素を含有してもよい。The aluminum alloy filler according to the present invention comprises 5 to 13% by weight of Si and 0.1 to 0.1% of Mg.
5 to 2% by weight and Zr: 0.05 to 0.30% by weight
Containing the balance Ri is Do Al and inevitable impurities, water
Containing content characterized that you have been restricted to below 1.0 cc / 100 g. Further, in addition to the aforementioned chemical components, T
One or two elements selected from the group consisting of i: 0.05 to 0.2% by weight and B: 0.01 to 0.2% by weight may be contained.

【００１２】[0012]

【作用】本願発明者等は、母材の溶接熱影響割れを低減
することができるアルミニウム合金溶加材を開発すべ
く、種々の実験研究を行った。先ず、溶加材による割れ
の影響を究明するために、溶接熱影響部に発生した割れ
の近傍を光学顕微鏡で観察したり、ＥＰＭＡ分析装置等
によって分析した。その結果、溶加材の種類によって割
れ近傍部分の成分組織が異なること、及び前記割れ近傍
部が溶加材の成分に類似していることを知見した。この
ことから、本願発明者等は、溶接熱影響部に発生する溶
接ミクロ割れが、以下のメカニズムで発生すると考え
た。The present inventors have conducted various experimental studies in order to develop an aluminum alloy filler metal capable of reducing welding heat-affected cracks in the base metal. First, in order to investigate the effect of cracks caused by the filler metal, the vicinity of the cracks generated in the weld heat affected zone was observed with an optical microscope or analyzed with an EPMA analyzer or the like. As a result, it was found that the component structure in the vicinity of the crack was different depending on the type of the filler material, and that the vicinity of the crack was similar to the component of the filler material. From this, the present inventors considered that the welding micro-cracks generated in the weld heat-affected zone were generated by the following mechanism.

【００１３】即ち、先ず、溶接熱により母材の溶接熱
影響部における結晶粒界が局部的に溶融する。次に、
溶接時の熱応力又は連続溶接時において既に凝固しよう
としている溶接金属による凝固収縮応力により、上述の
において溶融した結晶粒界が開口する。その後、溶
融している溶接金属（以下、「溶接金属融液」という）
が前記結晶粒界の開口部に流入又は吸入される。そし
て、前記開口部に溶接金属融液が充填されない場合に割
れが発生する。That is, first, the crystal grain boundary in the heat affected zone of the base metal is locally melted by the welding heat. next,
Due to the thermal stress at the time of welding or the solidification shrinkage stress due to the weld metal already solidifying at the time of continuous welding, the above-mentioned melted grain boundaries are opened. After that, the molten weld metal (hereinafter referred to as “weld metal melt”)
Flows or is sucked into the opening of the crystal grain boundary. When the opening is not filled with the weld metal melt, cracks occur.

【００１４】以上のようにして割れが発生すると考える
と、溶接熱影響部の割れを防止するためには、溶接金属
融液が熱影響部における結晶粒界の開口部へ充填される
ことが必要である。そして、これを実現させるために
は、溶接金属の固相線温度よりも、母材の固相線温度の
方が高いことが必要である。Considering that cracks occur as described above, in order to prevent cracks in the heat-affected zone, it is necessary to fill the weld metal melt into the opening of the crystal grain boundary in the heat-affected zone. It is. In order to realize this, it is necessary that the solidus temperature of the base metal is higher than the solidus temperature of the weld metal.

【００１５】なお、溶加材に要求される特性には、上記
条件を満足すること以外に、一般的溶接性、即ち溶接金
属部の割れ及び強度並びに送給性等を満足する必要もあ
る。In addition to the properties required for the filler metal, in addition to satisfying the above conditions, it is necessary to satisfy general weldability, that is, crack and strength of a weld metal portion, feedability, and the like.

【００１６】本発明は以上のような知見に基づいてなさ
れたものである。以下、本発明に係るアルミニウム合金
溶加材の成分添加理由及び組成限定理由について説明す
る。The present invention has been made based on the above findings. Hereinafter, the reason for adding the components and the reason for limiting the composition of the aluminum alloy filler according to the present invention will be described.

【００１７】Ｓｉ（シリコン）：５乃至１３重量％ Ｓｉは、溶接金属融液の湯流れ性を向上させると共に、
溶接金属の液相線温度を低下させる元素である。Ｓｉを
溶加材に添加することにより、溶接金属融液が母材熱影
響部における結晶粒界の開口部に流入しやすくなり、溶
接金属割れの発生を抑制すると共に、熱影響部のミクロ
割れの発生も抑制する。Ｓｉの添加量が５重量％未満で
あると、前述の効果を十分に得ることができず、また１
３重量％を超えてＳｉが添加されると、溶接金属の液相
線温度は却って上昇し、溶接ビードの形成が不安定とな
る。従って、Ｓｉの添加量は５乃至１３重量％とする。 Si (silicon): 5 to 13% by weight Si improves the flowability of the weld metal melt and
It is an element that lowers the liquidus temperature of the weld metal. By adding Si to the filler metal, the weld metal melt easily flows into the opening of the crystal grain boundary in the base metal heat-affected zone, thereby suppressing the occurrence of weld metal cracks and micro-cracking in the heat-affected zone. Is also suppressed. If the added amount of Si is less than 5% by weight, the above-mentioned effects cannot be sufficiently obtained.
If more than 3% by weight of Si is added, the liquidus temperature of the weld metal will rise rather, and the formation of a weld bead will become unstable. Therefore, the addition amount of Si is set to 5 to 13% by weight.

【００１８】Ｍｇ（マグネシウム）：０．５乃至２重量
％ Ｍｇは、溶接金属の強度を向上させると共に、溶接金属
の固相線温度を低下させて、熱影響部におけるミクロ割
れの発生を抑制する元素である。Ｍｇの添加量が０．５
重量％未満であると、前述の効果を十分に得ることがで
きず、また２重量％を超えてＭｇが添加されると、Ｓｉ
との共存下において加工性が低下し、製品として溶加材
を製造することができない。従って、Ｍｇの添加量は
０．５乃至２重量％とする。 Mg (magnesium): 0.5 to 2 weight
% Mg is an element that improves the strength of the weld metal, lowers the solidus temperature of the weld metal, and suppresses the occurrence of microcracks in the heat-affected zone. When the amount of Mg added is 0.5
If the amount is less than 2% by weight, the above effect cannot be sufficiently obtained.
In the coexistence with, the workability is reduced and a filler metal cannot be manufactured as a product. Therefore, the added amount of Mg is set to 0.5 to 2% by weight.

【００１９】Ｚｒ（ジルコニウム）：０．０５乃至０．
３０重量％ Ｚｒは、溶接金属の結晶粒を微細化し溶接金属割れを抑
制すると共に、溶接金属の強度を向上させる元素であ
る。この溶接金属の強度が高くなることにより、継手強
度が高くなる。また、Ｚｒの添加により溶加材の強度も
向上し、送給性が向上する。Ｚｒの添加量が０．０５重
量％未満であると、前述の効果を十分に発揮することが
できず、また０．３０重量％を超えてＺｒが添加される
と、巨大晶出物が発生しやすくなり、加工性が低下し溶
加材の製造が困難となる。従って、Ｚｒの添加量は０．
０５乃至０．３０重量％とする。 Zr (zirconium): 0.05 to 0.
30 wt% Zr is an element that refines the crystal grains of the weld metal, suppresses weld metal cracks, and improves the strength of the weld metal. As the strength of the weld metal increases, the joint strength increases. Further, the addition of Zr improves the strength of the filler material and improves the feedability. If the added amount of Zr is less than 0.05% by weight, the above-mentioned effects cannot be sufficiently exerted. If Zr is added in an amount exceeding 0.30% by weight, giant crystals are generated. Workability is reduced and the production of filler metal becomes difficult. Therefore, the addition amount of Zr is 0.1.
It should be from 0.05 to 0.30% by weight.

【００２０】Ｔｉ（チタン）：０．０５乃至０．２重量
％ Ｔｉは、溶接金属の結晶粒を微細化することにより溶接
金属の割れを抑制する元素である。このため、Ｔｉを必
要に応じて添加することが好ましい。Ｔｉの添加量が
０．０５重量％未満であると、前述の効果を十分に発揮
することができず、また０．２重量％を超えてＴｉが添
加されると、アルミニウムとの化合物により溶接金属の
靱性が低下してしまう。従って、Ｔｉの添加量は０．０
５乃至０．２重量％とする。 Ti (titanium): 0.05 to 0.2 weight
% Ti is an element that suppresses cracking of the weld metal by refining the crystal grains of the weld metal. For this reason, it is preferable to add Ti as needed. If the added amount of Ti is less than 0.05% by weight, the above-mentioned effects cannot be sufficiently exerted. If the added amount of Ti exceeds 0.2% by weight, welding with a compound with aluminum results. The toughness of the metal decreases. Therefore, the amount of Ti added is 0.0
5 to 0.2% by weight.

【００２１】Ｂ（ボロン）：０．０１乃至０．２重量％ Ｂは、Ｔｉと同様に溶接金属の結晶粒を微細化し溶接金
属の割れを抑制する元素である。このため、Ｂを必要に
応じて添加することが好ましい。Ｂの添加量が０．０１
重量％未満であると、前述の効果を十分に発揮すること
ができず、また０．２重量％を超えてＢが添加される
と、溶接金属の靱性が低下したり、溶接金属融液の粘性
が増加することによりブローホールが増加してしまう。
このため、母材の熱影響部におけるミクロ割れの発生を
抑制することができない。従って、Ｂの添加量は０．０
１乃至０．２重量％とする。 B (boron): 0.01 to 0.2% by weight B is an element that refines the crystal grains of the weld metal and suppresses cracking of the weld metal, similarly to Ti. For this reason, it is preferable to add B as needed. B added amount is 0.01
If the amount is less than 0.2% by weight, the above-mentioned effect cannot be sufficiently exerted. If the amount of B exceeds 0.2% by weight, the toughness of the weld metal decreases, Blowholes increase due to an increase in viscosity.
For this reason, generation of microcracks in the heat-affected zone of the base material cannot be suppressed. Therefore, the amount of B added is 0.0
1 to 0.2% by weight.

【００２２】なお、不可避的不純物としてのＦｅは、
０．８重量％以下であれば、本発明の効果に影響を与え
ることはないため、許容される。Incidentally, Fe as an unavoidable impurity is
When the content is 0.8% by weight or less, the effect of the present invention is not affected, so that it is acceptable.

【００２３】水素含有量：１．０ｃｃ／１００ｇ アルミニウムの溶接においては、ブローホールの発生が
しばしば問題となる。これは、鋼に比べてアルミニウム
の固相−液相間の水素固溶量差が大きく、水素が溶接凝
固時にガスとして溶接金属内に残留発生しやすいからで
ある。これらのブローホールは、多数存在してもよほど
のことがない限り、継手強度を低下させてしまうことは
ないものの、余盛を削除することによりブローホールが
表面に現れると、疲労強度が著しく低下してしまう虞れ
がある。そこで、本願発明者等は鋭意研究を行った結
果、ブローホール量を工業的に問題とならない程度まで
に抑制するためには、溶加材における水素含有量を１．
０ｃｃ／１００ｇ以下に規制することが好ましいことを
知見した。なお、より好ましくは０．６ｃｃ／１００ｇ
である。 Hydrogen content: 1.0 cc / 100 g In the welding of aluminum, the occurrence of blowholes often poses a problem. This is because the difference in the amount of hydrogen dissolved between the solid phase and the liquid phase of aluminum is larger than that of steel, and hydrogen is likely to remain as a gas in the weld metal during the welding solidification. These blowholes do not reduce the joint strength unless there is a great deal of existence, but if the blowholes appear on the surface by removing the excess, the fatigue strength will decrease significantly. There is a risk of doing this. Therefore, the inventors of the present application have conducted intensive studies and as a result, in order to suppress the amount of blowholes to a level that does not pose an industrial problem, the hydrogen content in the filler material must be set to 1.
It has been found that it is preferable to regulate the content to 0 cc / 100 g or less. In addition, more preferably 0.6 cc / 100 g
It is.

【００２４】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例について、本発明の特
許請求の範囲から外れる比較例と比較して説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below in comparison with comparative examples that fall outside the scope of the claims of the present invention.

【００２５】本実施例においては、下記表１に示す化学
成分からなる合金を使用し、溶加材として直径２ｍｍの
ティグ溶接棒を合計１６種類製造した。また、本実施例
において使用した母材は、溶接構造材の代表的なＡｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系合金からなるＡ６Ｎ０１合金板であり、そ
の板厚は２ｍｍである。なお、下記表１において、本発
明の特許請求の範囲から外れる元素の添加量について
は、その値に下線を付して示す。また、比較例Ｎｏ５の
溶加材は、４０４３合金相当材からなるものである。In this example, alloys having the chemical components shown in Table 1 below were used, and a total of 16 kinds of TIG welding rods having a diameter of 2 mm were produced as filler metals. The base material used in this example is a typical Al-
It is an A6N01 alloy plate made of an Mg-Si alloy, and its thickness is 2 mm. In Table 1 below, the amounts of the elements added outside the scope of the claims of the present invention are indicated by underlining the values. The filler material of Comparative Example No. 5 is made of a material equivalent to the 4043 alloy.

【００２６】[0026]

【表１】 [Table 1]

【００２７】また、上記表１に示す組成の各溶加材を使
用して溶接した場合の溶接金属における固相温度、液相
温度及び固相−液相間の温度範囲について、下記表２に
示す。Table 2 below shows the solidus temperature, the liquidus temperature, and the temperature range between the solid phase and the liquid phase in the weld metal when welding was performed using each filler material having the composition shown in Table 1 above. Show.

【００２８】[0028]

【表２】 [Table 2]

【００２９】上記表１に示す化学成分からなる溶接棒を
使用し、以下のようにして、溶接熱影響部の割れ試験及
び溶接金属の割れ試験を行った。Using a welding rod composed of the chemical components shown in Table 1 above, a crack test of the weld heat affected zone and a crack test of the weld metal were performed as follows.

【００３０】溶接熱影響部の割れ試験 図１は、溶接熱影響部の割れ試験に使用した母材を示す
断面図である。この図１に示すように、母材１の表面に
ティグアークによるスポット溶接を施し、溶接金属２を
形成した。そして、母材１の裏面の熱影響部に発生する
割れをカラーチェックにて評価した。このときの割れ率
が５０％未満である場合、５０％以上〜６０％未満であ
る場合、６０％以上〜８０％未満である場合及び８０％
以上である場合を夫々優良、良好、やや不良及び不良と
して、下記表３に夫々「◎」、「○」、「△」及び
「×」により示す。The weld heat affected zone cracking test Figure 1 is a sectional view showing a base material used for the cracking test of the weld heat affected zone. As shown in FIG. 1, spot welding by TIG arc was performed on the surface of the base material 1 to form a weld metal 2. Then, cracks generated in the heat-affected zone on the back surface of the base material 1 were evaluated by color check. When the cracking rate at this time is less than 50%, when it is 50% or more and less than 60%, when it is 60% or more and less than 80%, and when it is 80%
The above cases are indicated as “excellent”, “good”, “slightly poor” and “poor”, respectively, and are indicated by “◎”, “○”, “△”, and “×” in Table 3 below.

【００３１】溶接金属の割れ試験 図２は、フィッシュボーン式割れ試験に使用した試験片
を示す上面図である。溶接金属の割れを評価するため
に、図２に示すように、拘束力を可変的に変化させたフ
ィッシュボーン試験片４の表面において、溶接線５に沿
って矢印の方向にティグ溶接にてビードを形成した。な
お、この試験片は寸法がＬ＝１００〜１２０ｍｍ、Ｈ₁
＝６５ｍｍ、Ｈ₂＝５５ｍｍ、ｔ₁＝１２．７ｍｍ及びｔ
₂＝１．０ｍｍであるものを使用した。The weld cracking test Figure 2 metal is a top view showing a test piece used in the fishbone-type cracking test. In order to evaluate the cracks in the weld metal, as shown in FIG. 2, beads were formed by TIG welding on the surface of the fishbone test piece 4 in which the constraint force was variably changed in the direction of the arrow along the welding line 5 in the direction of the arrow. Was formed. The test piece had dimensions L = 100 to 120 mm and H ₁
= 65 mm, H ₂ = 55 mm, t ₁ = 12.7 mm and t
₂ = 1.0 mm was used.

【００３２】そして、ビード全長に対して、ビードに生
じた割れの長さの割合により溶接金属の割れを評価し
た。この溶接金属の割れ試験において、２種類の試験片
を使用し、下記表３に示す割れ率１及び２は夫々６Ｎ０
１合金及びＡｌ−５％Ｍｇ−１％Ｚｎ合金からなる試験
片を使用した場合の割れ率である。Then, the crack of the weld metal was evaluated based on the ratio of the length of the crack generated in the bead to the entire length of the bead. In this weld metal crack test, two types of test pieces were used, and the crack rates 1 and 2 shown in Table 3 below were 6N0 respectively.
1 is a crack rate when a test piece composed of an alloy No. 1 and an Al-5% Mg-1% Zn alloy was used.

【００３３】このときの割れ率が、０％〜２０％未満で
ある場合、２０％以上〜３０％未満である場合及び３０
％以上である場合を夫々良好、やや不良及び不良とし
て、下記表３の溶接金属割れの評価の欄に夫々「○」、
「△」及び「×」により示す。なお、この溶接金属割れ
の評価は、割れ率１と割れ率２との平均値（（［割れ率
１］＋［割れ率２］）÷２）によって評価したしたもの
である。The crack rate at this time is 0% to less than 20%, 20% or more to less than 30%, and 30% to less than 30%.
%, Respectively, as good, slightly poor and poor, respectively, in the column of the evaluation of weld metal cracks in Table 3 below, "○",
Indicated by “△” and “×”. In addition, the evaluation of the weld metal crack was evaluated by the average value of the crack rates 1 and 2 (([crack rate 1] + [crack rate 2]) ２2).

【００３４】また、溶接棒の送給性についても評価し
た。この送給性を評価するために、溶接棒の０．２％耐
力を測定した。このときの耐力が、１９．５ｋｇ／ｍｍ
²以上である場合、１８ｋｇ／ｍｍ²以上〜１９．５ｋｇ
／ｍｍ²未満である場合及び１８ｋｇ／ｍｍ²未満である
場合を夫々良好、やや不良及び不良として、下記表３に
夫々「○」、「△」及び「×」により示す。The feedability of the welding rod was also evaluated. To evaluate the feedability, the 0.2% proof stress of the welding rod was measured. The proof stress at this time is 19.5 kg / mm
If it is ² or more, 18 kg / mm ² or more to 19.5 kg
/ Mm ^{2 and} less than 18 kg / mm ² are indicated as good, slightly poor and poor, respectively, in Table 3 below by “○”, “△” and “X”.

【００３５】更に、熱影響割れ、溶接金属割れ及び送給
性を総合的に評価して、下記表３の総合評価の欄に示
す。この総合評価は、各評価の「◎」、「○」、「△」
及び「×」を夫々３、２、１及び０点として、３つの評
価点を乗じた結果、その値が５点以上、１〜４点及び０
点の場合を夫々優良、良好及び不良として、夫々
「◎」、「○」及び「×」で示す。Further, the heat-affected cracks, the weld metal cracks, and the feedability were comprehensively evaluated, and the results are shown in Table 3 below. This comprehensive evaluation is based on each of the evaluations "◎", "○", "△"
And “x” are 3, 2, 1 and 0, respectively, and as a result of multiplication by three evaluation points, the value is 5 or more, 1-4, and 0
The points are indicated as “と し て”, “○”, and “×”, respectively, as excellent, good, and poor.

【００３６】[0036]

【表３】 [Table 3]

【００３７】上記表３に示すように、実施例Ｎｏ１〜９
については、熱影響割れ、溶接金属割れ又は送給性がや
や不良となるものがあるものの、総合的にいずれも良好
以上の結果が得られた。As shown in Table 3 above, Examples Nos. 1 to 9
Regarding the results, although some of them had a heat-affected crack, a weld metal crack, or a slightly poor feedability, all of them showed good or better results.

【００３８】また、比較例Ｎｏ１については、溶接棒に
おけるＳｉの添加量が少ないため、熱影響割れ及び溶接
金属割れの割れ率がいずれも大きくなってしまった。一
方、比較例Ｎｏ２については、溶接金属割れが良好であ
るものの、溶接棒の加工性が悪く耐力を測定することが
できなかった。In Comparative Example No. 1, since the amount of Si added to the welding rod was small, the cracking rates of heat-affected cracks and weld metal cracks both increased. On the other hand, in Comparative Example No. 2, although the weld metal cracking was good, the workability of the welding rod was poor and the proof stress could not be measured.

【００３９】比較例Ｎｏ３については、溶接棒における
Ｍｇの添加量が少ないため、熱影響割れの発生率が大き
くなってしまった。比較例Ｎｏ４については、溶接棒に
おけるＺｒの添加量が少ないため、溶接金属割れの発生
率が大きくなってしまった。比較例Ｎｏ５及び７につい
ては、溶接棒にＭｇ及びＺｒが添加されておらず、いず
れも熱影響割れが大きくなり、比較例Ｎｏ５は更に耐力
も実施例に比べて低くなった。また、比較例Ｎｏ６につ
いては、溶接棒にＭｇが添加されていないため、熱影響
割れが大きくなってしまった。In Comparative Example No. 3, since the amount of Mg added to the welding rod was small, the incidence of heat-affected cracks increased. In Comparative Example No. 4, since the amount of Zr added to the welding rod was small, the incidence of weld metal cracking increased. In Comparative Examples Nos. 5 and 7, Mg and Zr were not added to the welding rod, heat-affected cracks increased in both cases, and Comparative Example No. 5 also had a lower proof stress than the Examples. Further, in Comparative Example No. 6, since Mg was not added to the welding rod, heat-affected cracks increased.

【００４０】次に、第２の実施例として、溶加材の水素
含有量を変化させて溶接を行った場合について説明す
る。Next, as a second embodiment, a case where welding is performed while changing the hydrogen content of the filler material will be described.

【００４１】本実施例においては、厚さ２ｍｍのＡ６Ｎ
０１−Ｔ５合金板に、ミグ溶接によって横向き姿勢によ
る突合せ溶接を施した。このときの溶加材として、上述
の第１の実施例において使用した実施例Ｎｏ７の溶加材
（直径：１．２ｍｍ）と同一の組成からなり、種々の水
素量を含有したものを使用した。なお、溶接時の溶接電
流、溶接電圧及び溶接速度は、夫々９０Ａ、１７Ｖ及び
５５ｃｍ／分とした。その結果を、溶加材の水素含有量
と併せて下記表４に示す。In the present embodiment, a 2 mm thick A6N
The 01-T5 alloy plate was subjected to butt welding in a horizontal position by MIG welding. At this time, a filler material having the same composition as the filler material of Example No. 7 (diameter: 1.2 mm) used in the above-described first embodiment and containing various amounts of hydrogen was used. . The welding current, welding voltage and welding speed during welding were 90 A, 17 V and 55 cm / min, respectively. The results are shown in Table 4 below together with the hydrogen content of the filler material.

【００４２】なお、溶加材の水素含有量は、真空溶融抽
出法により調整した。また、Ｘ線判定結果は、ＪＩＳＺ
３１０５による判定方法に準拠し、ブローホール数は、
Ｘ線フィルム上の２００ｍｍ溶接長における全数をカウ
ントした結果を示す。The hydrogen content of the filler was adjusted by a vacuum melting extraction method. Also, the X-ray determination result is based on JISZ
According to the determination method according to 3105, the number of blow holes is
The result of counting the total number at a welding length of 200 mm on the X-ray film is shown.

【００４３】[0043]

【表４】 [Table 4]

【００４４】上記表４に示すように、実施例Ｎｏ１０〜
１２については、いずれもＸ線判定結果は２等級以上で
あり、またブローホール数も２５０以下に抑制すること
ができた。特に、溶加材の水素含有量が０．６ｃｃ／１
００ｇ以下である比較例Ｎｏ１１及び１２については、
いずれも等級が１であり、ブローホール数も１００個以
下と極めて優れていることがわかる。As shown in Table 4 above, Examples No. 10
As for the sample No. 12, the X-ray determination results were all 2 or more, and the number of blowholes could be suppressed to 250 or less. In particular, the filler has a hydrogen content of 0.6 cc / 1.
For Comparative Examples Nos. 11 and 12, which are 00 g or less,
In each case, the grade was 1 and the number of blow holes was 100 or less, which is extremely excellent.

【００４５】一方、比較例Ｎｏ８については、水素含有
量が所定量より大きいため、Ｘ線判定結果及びブローホ
ール数が実施例に比して劣った結果となった。On the other hand, in Comparative Example No. 8, since the hydrogen content was larger than the predetermined amount, the results of the X-ray determination and the number of blow holes were inferior to those of the example.

【００４６】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所定の化学成分からなる溶加材を使用してアルミニウム
合金等からなる溶接構造材を溶接するので、溶接金属割
れを防止できると共に、特に溶接熱影響部におけるミク
ロ割れの発生も低減することができ、耐割れ性が優れた
溶接部を得ることができる。また、溶加材の水素含有量
を所定量に規制することにより、ブローホールの発生を
抑制して優れた溶接部を得ることができる。As described above, according to the present invention,
Welding of a welded structure made of aluminum alloy or the like using a filler metal made of a predetermined chemical component can prevent weld metal cracks and reduce the occurrence of micro cracks, especially in the weld heat affected zone. Thus, a welded part having excellent crack resistance can be obtained. Further, by regulating the hydrogen content of the filler material to a predetermined amount, it is possible to suppress the occurrence of blowholes and obtain an excellent welded portion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】溶接熱影響部の割れ試験に使用した母材の割れ
を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing cracks in a base material used in a crack test of a heat affected zone of welding.

【図２】フィッシュボーン式割れ試験に使用した試験片
を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing a test piece used for a fishbone crack test.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１；母材 ２；溶接金属 ３；割れ ４；フィッシュボーン試験片 ５；溶接線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Base material 2; Weld metal 3; Crack 4; Fishbone test piece 5;

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−143792（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−280992（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−208296（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−105789（ＪＰ，Ａ) 特公 昭53−42533（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平５−57076（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭52−40893（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23K 35/28Continuation of front page (56) References JP-A-1-143792 (JP, A) JP-A-2-280992 (JP, A) JP-A-5-208296 (JP, A) JP-A-4-105789 (JP) , A) JP-B 53-42533 (JP, B2) JP-B 5-57076 (JP, B2) JP-B 52-40893 (JP, B2) (58) Fields studied (Int. Cl. ⁶ , DB) Name) B23K 35/28

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 Ｓｉ：５乃至１３重量％、Ｍｇ：０．５
乃至２重量％及びＺｒ：０．０５乃至０．３０重量％を
含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、水素
含有量が１．０ｃｃ／１００ｇ以下に規制されているこ
とを特徴とするアルミニウム合金溶加材。1. Si: 5 to 13% by weight, Mg: 0.5
To 2 wt% and Zr: 0.05 to contain 0.30% by weight, Ri Do the balance of Al and unavoidable impurities, hydrogen
Aluminum alloy filler metal content is characterized that you have been restricted to below 1.0 cc / 100 g. 【請求項２】 Ｓｉ：５乃至１３重量％、Ｍｇ：０．５
乃至２重量％及びＺｒ：０．０５乃至０．３０重量％を
含有し、更にＴｉ：０．０５乃至０．２重量％及びＢ：
０．０１乃至０．２重量％からなる群から選択された１
種又は２種の元素を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不
純物からなり、水素含有量が１．０ｃｃ／１００ｇ以下
に規制されていることを特徴とするアルミニウム合金溶
加材。2. Si: 5 to 13% by weight, Mg: 0.5
2 to 2% by weight and Zr: 0.05 to 0.30% by weight, and Ti: 0.05 to 0.2% by weight and B:
1 selected from the group consisting of 0.01 to 0.2% by weight
Containing species or two elements, the remainder Ri is Do Al and inevitable impurities, the hydrogen content of 1.0 cc / 100 g or less
Aluminum alloy filler metal, characterized that you have been restricted to.